PL80349B1 - - Google Patents

Description

Sposób odprowadzania gazów swiezenia i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób odprowa¬ dzania gazów swiezenia zwlaszcza gazów powsta¬ lych podczas rekacji ciaglego swiezenia cieklego metalu oraz urzadzenie do stosowania tego spo¬ sobu. 5 Odprowadzanie gazów reakcji zachodzacych w instalacjach ciaglego swiezenia stawia nieraz, z powodu ich struktury wlasnej, wiele problemów trudnych do rozwiazania za pomoca znanych spo¬ sobów. W instalacjach tych nalezy równoczesnie 10 stale odprowadzac gazy reakcji, metal swdezony i zuzel. Kadzie w których dokonuje sie swiezenia posiadaja, oprócz otworu przeizinaiczionego do odjpro- wadzania gazów powstalych podczas reakcji swie¬ zenia, kilka innych otworów z których co naj- is mniej jeden — w szczególnosci otwór przezna¬ czony do odiprowadzania zuzlu, musi byc w stalym kontakcie z atmosfera zewnetrzna. Powstaje wiec zagadnienie uniemozliwienia ucieczki gazu reakcji przez otwór przeznaczony do odjprowadzenia zuzlu, -o Jeden ze sposobów stosowanych dotychczas dla rozwiazania tego zagadnienia polegal na mierze¬ niu odiplywu gazów powstalych podczas operacji swiezenia i przeprowadzeniu ich analizy. Przykla¬ dowo, podczas swiezenia stali mierzy sie odplyw 25 gazów i ich zawartosc w tlenku wegla i dwutlenek wegla w oelu sitalego obserwowania procesu od- weglania kapieli metalowej. Wynika z tego, ze srodki odprowadzajace powinny umozliwic zatrzy¬ manie wszystkich gazów reakcji i uniknac odplywu so 2 do srodka co spowodowaloby strate gazu a co za tym idzie wegla polaczonego z tlenem w postaci CO lub C02, który nie zostalby poddany analizie.Druga niedogodnosc stanowi to, ze instalacje ciaglego swiezenia skladaja sie zazwyczaj z wielu kadzi polaczonych w których dokonuje sie operacji niezbednych dla wytwarzania metalu swiezonego i powstaje wówczas trudnosc okreslenia miejsca najbardziej dogodnego dla umiejscowienia otworu dla odiprowadzania gazów. Jezeli przyjmiemy od¬ prowadzanie gazów za pomoca jednego przewodu ssacego to wówczas nie mozna okreslic polozenia przewodu oraz odplywu gazów wessanych tak aby nie nastapilo zarówno odprowadzanie gazów reak¬ cji do atmosfery jak i ssanie powietrza z zew¬ natrz. To ostatnie nie mialoby wplywu na zmiane zawartosci wegla w dymach i na kontrolowanie poszczególnych operacji lecz, gdyby ssanie bylo za silne to wówczas znacznie podniosloby tem¬ perature dymów oraz stwarzaloby dodatkowe ryzyko rozpuszczenia sie azotu w metalu. Powstaje wiec koniecznosc kontroli i ograniczanie tak dalece jak to mozliwe ssania i ewentualnie jego calkowi¬ tej likwidacji.Celem wynalazku jest unikniecie tych wszyst¬ kich wymienionych niedogodnosci i rozwiazanie problemu odprowadzania gazów reakcji powsta¬ lych w instalacji ciaglego swiezenia cieklejgo me¬ talu, umozliwiajac równoczesnie calkowite ujecie 80 349* 80 349 4 gazów ulatniajacych sie otworem przez który prze¬ chodzi zuzel.W iirisftalaicji ciaglego Swiezenia metali, skladaja¬ cej sie z wlielu kaiclzi, z których pierwsza, nazwana kadzia reakcji, polaczona jest z ostatnia kadzia w której z kolei usytuowany jest otwór odprowa¬ dzajacy zuzel przy czym kadz reakcji oraz ostatnia kadz polaczone sa z przewodami odprowadzajacymi gazy, powtataiymi podczas reajkoji swiezenia. Sposób wedlug wynalazku ma na celu odprowadzenie bez straty gazójw i charaklteryzuje sie tym, ze reguluje sie natezenie odplywu q gazów wessanych do prze- ^P» -..._ jwodu«-^|^owad)zajacego polaczonego z kadzia | * reakcji ptzy czyim odplyw ten ma nizsza wartosc od odplyw^ gazów Q nastepujacego w normalnych „ wao^nikaphj pracy i powstalych podczas reakcji ; ,,..,. - siwli^ejpiaf braz, ze reguluje sie korelatywniie na- *—"—••--•- l^eMe^lJltipiywu gajzów wessanych do przewodu odprowadzajacego, polaczonego z ostatnia kadzia do wartosci q' równiej róznicy Q—q w taki sposób, aby uzyskac obok otworu odprowadzania zuzla, równowage miedzy cisnieniem zewnetrznym i cis¬ nieniem wewnatrz imlstailaioji.Dodatkowym elememtem sposobu wedlug wyna¬ lazku jest dokonywanie ciaglych pomiarów rózniicy wystepujacej mdejdizy olsnieniem zewnetrznym Pa a cisnieniem Pi atmosfery wewnetrznej, w miejscu polozonym blisko otworu odprowadzajacego zuzel przy czyim niasitezeniie odplywów gazów wessanych do przewodów odprowadzajacych jest regulowane w tajti sposób, alby p = Pi^-Pa posiadalo prak¬ tycznie wartosc zerowa.Natezenia odplywów moga byc regulowane za pomoca regulatora otrzymujacego jajko informacje wejsciowa wielkosc A p.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wy¬ nalazku sklada sie z pierwszego przewodu odpro- wajdfcajacego gazy polaczonego z pierwsza kaJdzia instalacji do ciaglego swiezenia metali oraz z drugiego przewodu odprowadzajacego gazy po¬ laczonego z ostatnia kadzia wymienionej instalacji, w której z kolei usytuowany jest otwór odprowa¬ dzajacy zuzel. Ceche charakterystyozna urzajdze- nia stanowi polaczenie wymienionych przewodów odprowadzajacych z przewodem odprowadzajacym wjspólinym, przy czyim przeiwód ten oraz co naj¬ mniej pierwszy lub drugi przewód wyposazony jest w srodki regulujafce ciag i obok otworu od- prowaidzaijajciegD zuzel uimdeszczony jest czujnik cis¬ nieniowy dytferencyjjny w celu mierzenia róznicy p miedzy cdójiieniem pi wewnatrz ostatniej kadzi a ciislndenliem pa atmosfery zqwtne|trznej. Srodki regulujace ciag uruchamiane sa za pomoca regula¬ tora o wielkosci wyjsciowej A p.Urzadzenie do stasowania sposobu wedlug wy¬ nalazku posiada jeszcze nastepujace dodatkowe cechy: wspólny przewód wychodzi na wyciag czuj¬ nikowy bez zlacza uszczelniajacego ze wspomnia¬ nym przewodem. Wspólny przewód jest podlaczony do wentylatora ssania; wspólny przewód jest po¬ lozony pionowo zas ssanie gazów dokonuje sie efektem komiinowym; srodki regulujace ciag skla¬ daja sie z SgWrów i ejektorów.Wynalazek umozliwia, za pomoca regulacji na¬ tezenia ssania lub ciagu, uzyskanie równowagi miedzy cisnieniem wewnetrznym i zewnetrznym w miejiscu polozenia: otworów laczacych isie 5 z atmosfera oraiz calkowite odzyskanie gazów reaikojii. Równowaga ta zostanie osiagnieta wów¬ czas kiedy globalne natezenie ssania przewodów równac sie bedzie natezeniu Q gazów powstalych podczas reakcji swiezenia. Równiowaga miedzy 10 cisnieniami daje dodatkowa gwarancje, ze ssanie zewnetrznego powietrza przez wymienione prze¬ wody jest bardzo male lub zadne. W ten sposób mozna dokonac ujecia dymów bez spalania, uzysku¬ jac te same efekty jak przy ujeciu bez spalania 15 za pomoca przemiennika, co jest obecnie pow¬ szechnie znane.W tajk okreslonych warunkach odprowadzania istnieje mozliwosc calkowicie bezpiecznego prze- 20 proiwaidjzanlia analizy gazów i sledzenia bez ryzyjka pomylki operacji swiezenia. Wynalazek umozliwia rówlniez, ojcldlzialaiijac w sposób odpowiedni na srodki regulujace natezenie ssania, ograniczenie ciagu w przewodzie polaczonym z pierwsza ka- 25 dzia i wessanie przez ten przewód jedynie czesci q calkowitej ilosci Q gazów reakcji, zas pozostala czesc q' jest wesisama przez przewód odprowa¬ dzajacy polaczony z ostatnia kadzia. Wynika z tego, ze mozna stworzyc wzdluz kadzi instalacji 30 obieg cieplych gazów pochojdzacych z pierwszej kadzi swiezenia zwana kadzia reakcji lu|b reakto¬ rem. Obieg ten .mozna dowolnie regulowac, w za¬ leznosci od warunków swiezenia.Obieg cieplych gazów pozwala na utrzymanie 25 kaidzi i ich zawartosci w optymalnej tempera¬ turze pracy oraz polepsza bilans cieplnej insta¬ lacji. Plrzyczynia sie to zwlaszcza do podtrzyma¬ nia zuzlu w temjperaturze wystarczajaco wysokiej dla ujtrzymanlia go w stande cieklym i latwym do 40 odprowiaidzaniia.Urzadzenie weldluig wynalazfeu moze byc zauto¬ matyzowane. Wystarczy bowiem umiescic detektory oisnielniia na poziomie otworów wychodzacych na zewnaltrz i za pomoca regulatorów regulowac 45 srodki kontrolne ciagu w taki sposób, aby uzyskac rówOHowaige miedzy cisnieniem zewnetrznym i wew¬ netrznym.Uiruchomienie urzadzenia dokonuje sie wielu sposobami. Jeden z przewodów odprowadzajacych 50 dila przykladu przewód polaczony z kadzia reakcji, moze byc pozbawiony sroidków regulujacych ciag.Znajac natezenie odlplywu Q gazów powstalych w normalnych warunkach roboczych z reakcji swiezenia mozna z góry okreslic natezenie ód- 55 plywu q we wispomniianym przewodzie do war¬ tosci znacznie nizszej niz Q, przykladowo 3Q/4.Majac depresje ssania niezmienna i z góry okres¬ lona wystarczy nadac srednicy (przewodu taka wartosc, ze odpowiadajaca jej czesc ladunku ogra- 60 nicza natezenie odplywu wielkosci równej q.W tym stanie rzeczy regulator oddzialuje na srodki regulujace ciag przewodu polaczonego z ostatnia kaldzda i ewentualnie na srodki ciagu wspólneglo przelwodu w celu dostosowania nate- 65 zenia calkowiteigo odplywu gazów ujetych do na-5 tezenia odplywu powstalyoh gazów i w ten sposób sledzic slalbe wahanie natezenia odplywu wokól wartosci Q.Uklad wspólnego przewodu do którego podla¬ czone sa prizeiwiady odprowadzajace polaczone 5 z pierwsza i ostatnia kadzia moze byc rózny.Mozna wiec zastosowac baindizo krótki przewód i wprowadzic go do wyciagu ujmujacego, iden¬ tyczny jak powszechnie uzywane wyciagi w prze¬ miennikach, przy czym wyciag jest polaczony z wentylatorem ssacym za pomoca innego prze¬ wodu. Moza równiez polaczyc wspólny przewód z wentylatorem ssacym za pomoca ciaglego prze¬ wodu bez posrednictwa wyciagu. Mozna równiez stosowac przewód dluzszy, pionowy, przy czym efekt kominowy w tym przewodzie stwarza de¬ presje ssaca wystarczajaca idla calkowitego odpro¬ wadzenia gaizów.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy- 20 kladach wykonania na rysuniku, na którym fig. 1 przedstawia schemat sposobu wykonania wyna¬ lazku a fig. 2 i 3 warianty wylkonania. Fig. 1 przejdstawia urzadzenie ciaglego swiezenia stali wedlug znanego sposobu. Urzadzenie sklada sie 25 z pierwszej kadzi 10 do której wlewa sie metal do swiezenia M i gdzie wtryskuje sie czynniki swiezenia za pomoca lancy 11. Sformowana musu¬ jaca zawartosc jest nastepnie, po reakcji, odpro¬ wadzana do drogiej kaidzi 12 gdizie sie osadza 30 a plywajacy Zuzeli jest odprowadzany w sposób ciagly przez otwór 13. S(posób i urzadzenie do stosowania tego sposobu.Urzadzenie do odprowadzania gazów' wedlug wynalazku sklada sie z pierwszego przewodu 14 3f polaczonego z górna czescia kadzi 10 i z drugiego przewodu 15 polaczonego z górna czescia koncowa kadzi 12 na poziomie otworu. 13 do odprowadzania zuzlu. Oba przewody 14 i 15 sa podlaczone do przewodu wsjpólnego 16 skierowanego ku górze 40 i wyposazonego w zawór regulujacy ciag 17. Prze¬ wód ten wchodzi bezposrednio do wyciagu ujmu¬ jacego 18 polaczonego za pomoca przewodu 19 z wentylatorem ssacym 20. U|klad ten odgrywa role zaworu nadcisnienia, lecz nie jest niezbedny. tó Jezeli zostanie ustanowiona równowaga cisnien miedzy cisnieniem zewnetrznym i wewnetrznym w wyciagu wedlug znanych i stosowanych metod za pomoca przemienników, uklad ten odpowiada ukladowi przedstawionemu na fig. 2 na której przewód 16 polaczony jest z wentylatorem za po¬ moca ciaglego przewodu 21. Przeplyw gazów prze¬ chodzacych przez wentylator równa sie przeply¬ wowi gazów odprowadzanych przez wspólny prze- 55 wód 16.Biorac pod uwage depresje ssania wytworzona przez wentylator w normalnych warunkach pracy instalacji, natezenie od|plywu gazów jest wówczas regulowane za pomoca zaworu 17 do wartosci 60 równej natezeniu oAplywiu Q gazów powstalych w instalacji w warunkach normalnej pracy.Ptnzetaroj przewodu 14 jest okreslony w itien spo¬ sób, aby byl on znacznie mmoiejszy od przekroju, który normalnie umozliwialby odprowadzanie 85 6 przez wymieniony przewód wszystkich gazów powstalych w kadzi reakcji 10. Inaczej mówiac* przewód ,ten jest dostosowany do tego, aby .na¬ tezenie odplywu gazów bylo w nim ograniczone do wartosci q, znacznie nizszej od qd|plywu Q wystepujaoego w normalnych warunkach robo¬ czych. Powstaje wówczas w kadzi 10 lekkie nad¬ cisnienie i czesc gazów jest oddalona do naczynia dekantacji 12. Czesc ta odpowiada odplywowi równeimu Q—q.Przewód 15 wyposazony jest w zawór regulujacy ciag 22 i jego przekrój S jest w odróznieniu od przekroju s powiekszony. Wartosc S zostala tak okreslona aby, kie,dy zawór regulujacy 22 jest calkowicie otwarty, dokonywalo sie silne ssanie powietrza z zewnatrz do przewodu 15. Zawór 22 jest wiec w ten sposób usytuowany, aby umozli¬ wil osiagniecie natezenia odplywu q' z przewo¬ dami 15 równe Q—q. W tym ukladzie nie na¬ stepuje uciieczka gazów przez otwór odprowadza¬ jacy zuzel ani tez odplyw powietrza z zewnatrz do kadzi dekantacji. Analiza gaizów odprowadza¬ nych dokonana przez analizator 23 jest wiec repre¬ zentatywna 00 umozliwia precyzyjna kontrole operacji swiezenia. Wymieniony uklad odpowiada równowadze miedzy cisnieniem pi wewnatrz kadzi dekantacji 12 i cisnieniem pa na zewnatrz. Ujecie cisnienia dyferencyjnego 24a i 24b umieszczone obok otworu 13 dostarczaja róznic p = pi — pa.Nalezy wiec usytuowac zawór 22 w stosunku do wartosci p. W zasadzie wartosc A p. powinna byc zerowa, ale moze ona równiez byc lekko ujemna co odpowiada lekkiemu ssaniu powietrza, z zewnatrz. MJoze to spowodowac dodatni efekt, zwlaszcza kiedy instalacja wykazuje odchylenie od normalnego toku pracy. Regulowanie zaworu 22 jak i zaworu 17 jest najkorzystniej automatyczne.Regulator 25 otrzymujacy jako Mormaeje wejscio¬ wa wielkosc A p, kieruje za pomoca sliników 26 i 27 kolejno zaworami 22 i 17. Nastawianie wyzej wymienionych zaworów, jeden w stosunku do drugiego, jest równiez okreslane natezeniem od¬ plywu cieplych gaizów, które wychodzac z reaktora cyrkuluja w kadzi dekantacji. Ta dodatkowa mozliwosc regulowania jest szczególnie cenna, po¬ niewaz pozwala na wzbogacenie bilansu cieplnego w instalacji. Przykladowo mozna wzmocnic sto¬ sunek q7q, to znaczy cyrkulacje gazów powsta¬ lych w reaktorze, które przechodzac przez osadnik sa doprowadzane do przewodu 15 nastawiajac za¬ wór 22 w stosunlku do zaworu 17 w sensie szersze¬ go otworu. Nastawianie moze równiez byc spowo¬ dowane sztucznie przez wprowadzenie zadanej wartosci regulowanej na regulatorze.Wariant urzadzenia wedlug wynalazku przed¬ stawiony na fig. 2 moze byc w pewnym sensie lepszy od wariantu przedstawionego na fig. 1. Jezeli chcemy doprowadzic do ujecia bez spalania gazów, co obecnie odbywa sie powszechnie na przemien¬ nikach, stosowanie jednego jedynego przewodu laczacego wsipólny przewód z wentylatorem umozli¬ wia umilkniecia stosowania dodajtkowej regulacji dia dpprowadzenlia do równbwagi cisnienia wew¬ netrznego i na zewfraltirz wyciagu 18.7 80 349 8 W sposobie stosowania przestawionym na fig. 3 wentylaitor nie figuruje. Pionowy przewód 16 twórcy koimiijn na skiuttek czego, gazy znaj¬ dujace sie w wysokiej} temperaturze, poiwoldfuaa latwo osiagalna, wysittairazajajca depresje ssania.Uklad ten jest pmoefty i moze znalezc zasto¬ sowanie na przyklad wówczas kiedy nie zachodzi koniecEnjosc oczyisziczanlia z pylu lub odzyskiwania gazów powstalych w insitalacji.We wszystkich sposobach wyzej opisanych mozna byloby nie sitosowac zaworu 22 w przewodzie 15 — zmniejszajac w ten sposób jego srednice i ufmiesz- czajac zawór w przewodzie 14. Praca instalacji bylaby taka sama.Mozna równiez zamienic zawory przez inne do¬ stosowane do tego celu srodki na przyklad ejek- tory.Jasnym jest, ze przyklad przedstawiony powyzej w niczym- nie ogranicza wynalazku i ze mozna by go stosowac w wielu wariantach lub zmiendaja-c jego szczególy, nie wychodzac poza jego zakres. PL PL PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odiprowadzania gazów swiezenia, zna¬ mienny tym, ze reguluje sie odplyw q gazów wessiahych dlo przewodu odprowadzajacego, po¬ laczonego z naczyniem reakcyjnym do poziomu nizszego niz odplyw Q gazów powstalych w czasie reakcji swiezenia oraz, ze reguluje sie korelacyjnie odjplyw gazów wessanyich do przewodu odprowa¬ dzajajcegio polaczonego z ostatnia kadzia do war¬ tosci prawie ze równej róznicy Q—q w celu uzyskania, obok otworu odprowadzajacego zuzel, równowagi miejdzy cisnieniami zewnejtrznymi i wewnetrznymi w insitalaoji.

2. Sposób wedlug zastferz. 1, znamienny tym, ze dokonuje sie w sposób ciagly pomiarów róznicy cisjnieniia Ba atmosfery zewsiejfarznej i cisnienia Pi atmosfery wewneifarznej w miejscu polozonym blisko otworu odprowadzajacego zuzel i reguluje sie odplyw gazów przewodami tak aby róznica miedzy Pi i Pa byla praktycznie zadna.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze odpirowadza sie automatycznie pozostalosci ssania za pomoca regulatora, którego wielkosc wejsciowa wynosi A p.

4. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1 skladajace sie z pierwszego przewodu od¬ prowadzajacego gazy polaczonego z pierwsza kadzia instalacji do ciaglego swiezenia metali oraz z drugiego przewodu odprowadzajacego gazy po¬ laczonego z jedna z ostaitindcn kadzi iinsitalacji, przy czyim ostatnia kadz ma otwór odprowadzajacy zuzel na zewnatrz, znamienne tym, ze przewody odprowadzajace polaczone sa wspólnym przewo¬ dem odipirowadzajacym,, przy czym wspólny przewód odprowadzajacy wyposazony jest w srodka regu¬ lujace odplyw zas obok otworu odtprowaidzaja- cego zuzel usytuowany jest zawór cisnieniowy zróznicowany w celu dokonania pomiaru róznicy p miedzy cisnieniem Pi wewnatrz ostatniej kadzi a cisnieniem Pa atmosfery zewnetrznej natomiast srodki regulujace odplyw sa uruchamiane za po¬ moca regulatora otrzymujacego jako informacje wejsciowa wielkosc A p.

5. Urzaldzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze wspólny przewód odprowadzajacy wychodzi na wyciag cisnieniowy niepolaczony szczelnie ze wspólnym przewodem.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze wspólny przewód odprowadzajacy jest polaczony za p|ornoea ciaglego przewodu z wentylatorem ssacym.

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze wspólny przewód odprowadzajacy polozony jest pionowo a ssanie gazów dokonuje sie na zasadzie efektu kanonowego.

8. Urzaklzenie wedlug zastrz. 4—7, znamienne tym, ze srodki regulujace odplyw skladaja sie z zaworów.

9. Urzadzenie wedlug zastrz. 4—7, znamienne tym, ze srodki regulujace skladaja sie z ejek- torów. 10 15 20 25 30 :5KI. 40a,9/10 - 80 343 MKF C22U 9/tO 26 •m* FIG1 CZYTELNIA Urzedu P ¦V*'w«!u I PL PL PL